Présentation :
Le silençage épigénétique joue un rôle essentiel dans la régulation de l’expression des gènes au cours du développement, de la différenciation cellulaire et des états pathologiques. La transcription est un mécanisme crucial par lequel le silençage épigénétique est obtenu. La transcription, processus de synthèse de l'ARN à partir d'une matrice d'ADN, peut entraîner des modifications épigénétiques conduisant à la répression de l'activité des gènes. Dans cet article, nous explorerons comment la transcription contribue au silençage épigénétique et discuterons des mécanismes moléculaires sous-jacents.
Positionnement des nucléosomes et modifications des histones :
La transcription peut influencer le silençage épigénétique en modulant le positionnement des nucléosomes et en induisant des modifications spécifiques des histones. Les nucléosomes sont des complexes protéiques qui conditionnent l'ADN dans la chromatine, la structure hautement organisée du noyau cellulaire. Le positionnement et la densité des nucléosomes peuvent affecter l'accessibilité de l'ADN aux facteurs de transcription et à l'ARN polymérase, régulant ainsi l'expression des gènes.
Les activateurs et répresseurs transcriptionnels peuvent recruter des complexes de remodelage de la chromatine qui modifient le positionnement des nucléosomes et facilitent le recrutement de modificateurs d'histone. Ces modificateurs ajoutent, suppriment ou modifient les marques d'histone, telles que la méthylation, l'acétylation et la phosphorylation. Ces histones modifiées peuvent alors créer un environnement chromatinien répressif qui inhibe l’initiation et l’élongation de la transcription, entraînant ainsi l’inactivation des gènes.
Méthylation de l'ADN et ARN non codants :
La transcription est également impliquée dans la méthylation de l’ADN, un mécanisme épigénétique bien connu. La méthylation des nucléotides cytosine dans les îlots CpG peut conduire au silençage génique. L'enzyme ADN méthyltransférase (DNMT) est recrutée dans des séquences d'ADN spécifiques par des facteurs de transcription ou des molécules d'ARN. La méthylation de l'ADN couplée à la transcription se produit lorsque le DNMT est recruté par co-transcription, conduisant à l'établissement et au maintien de modèles de méthylation de l'ADN.
De plus, les ARN non codants, tels que les ARN longs non codants (lncRNA), ont été impliqués dans le silençage épigénétique médié par la transcription. Les LncRNA peuvent interagir avec l’ADN, les protéines et les modificateurs de chromatine pour influencer l’expression des gènes. Certains ARNnc peuvent guider les DNMT vers des locus génomiques spécifiques, favorisant ainsi la méthylation de l'ADN et la répression des gènes.
Interférence ARN et formation d'hétérochromatine :
L'interférence ARN (ARNi) est un mécanisme cellulaire qui régule l'expression des gènes grâce à l'action de petits ARN interférents (siARN) et de microARN (miARN). Les molécules de siARN et de miARN peuvent cibler des ARNm spécifiques, conduisant à leur dégradation ou à leur inhibition de la traduction.
La transcription de séquences répétées peut générer des molécules d'ARN double brin qui sont transformées en siARN. Ces siARN peuvent ensuite cibler les régions répétées correspondantes, induisant ainsi la formation d’hétérochromatine. L'hétérochromatine est un état chromatinien hautement condensé et réprimé par la transcription, caractérisé par des modifications spécifiques des histones et la présence de protéines hétérochromatiques. La formation d'hétérochromatine médiée par l'ARNi contribue à la réduction au silence des éléments transposables et des séquences d'ADN répétitives dans le génome.
Conclusion :
La transcription joue un rôle central dans la mise au silence épigénétique par divers mécanismes. Il peut influencer le positionnement des nucléosomes, induire des modifications des histones, recruter des ADN méthyltransférases et générer des ARN non codants. Ces mécanismes conduisent à l’établissement et au maintien d’états répressifs de la chromatine qui empêchent l’expression des gènes. Comprendre l'interaction moléculaire entre la transcription et le silençage épigénétique fournit des informations précieuses sur les processus cellulaires et les états pathologiques, offrant ainsi des pistes thérapeutiques potentielles pour les troubles caractérisés par une expression génétique aberrante.
